三维非规则冲压件的回弹扭转补偿控制

针对一类特殊的三维非规则冲压件的成形,提出了一种基于变形传递函数(DTF)的相对扭转补偿控制方法,即在试制产品截面间运用惯性主轴向量的相对扭转角变化评价截面的相互关系,用DTF方法建立数值模拟相对扭转角偏差与实际相对扭转角偏差的传递函数,将此传递函数用于模具型面的设计中.在螺旋叶片板的成形控制中的应用表明,该方法可使叶片板零件整体空间扭转误差控制在5%之内,保证了整体焊接时相邻叶片板相接面的质量,解决了截面间扭转不够导致的不能顺利安装的问题.     

轮廓度与扭转角偏差对压气机气动性能的影响

压气机叶片实际加工过程中,会出现叶片轮廓度、扭转角等加工超差,对压气机气动性能产生影响。采用S1流面计算和三维数值计算的方法分别研究了轮廓度及扭转角偏差对亚音速压气机气动性能的影响,计算结果表明:轮廓度增大,叶型最小损失值增大;堵点流量逐渐降低,轮廓度为0. 08 mm时,堵点流量减小了1%;峰值效率逐渐降低,但降低幅度较小。扭转角偏差对性能的影响来自于前缘偏转对进口喉道面积与尾缘偏转对叶片出口气流角的改变;扭转角偏差对叶型最小损失值影响不大,±0. 35°扭转角偏差范围对叶片的低损失攻角范围影响较小;扭转角向前缘打开方向增大,流量-压比特性线向右上方平移;扭转角向前缘关闭方向增大,流量-压比特性线向左下方平移;扭转角偏差0. 35°,最大流量减小了0. 67%;扭转角偏差对峰值效率点的影响微弱。     

激光超高速摄影测定长叶片扭转恢复角

具有扭曲的长叶片,在高速转动时,由于高离心力场的作用,使叶片发生扭转变形。它影响运行时气道形状和叶片的应力分布,因此表征这种扭转变形的扭转恢复角是叶片设计的重要数据。为了实测扭转恢复角,直接得到实验数据,并校核计算方法,我组和上海汽轮机研究所在上海汽轮机厂对某汽轮机末级动叶片进行了实测实验。动叶片顶部的线速度达430米/秒。实验采用了激光超高速瞬间摄影技术,对旋转中的动叶片顶部截面进行了照相,得到了十分清晰的照片(见图1)。与相应的静态状况比较,得出扭转恢复角。 一、动叶片实验台 实验是在动叶片实验台上进行的。实…     

十字形截面轴心钢压杆的扭转屈曲

十字形截面轴心钢压杆有必要进行扭转屈曲的验算,计算方法宜采用换算长细比法。对四类常见十字形截面轴心压杆的弯曲屈曲和扭转屈曲承载力进行了比较分析,得出十字形截面轴心压杆由扭转屈曲控制设计的条件,并利用截面特性近似值得出了剖分工字钢焊接十字形截面轴心压杆扭转屈曲的实用设计公式,可供广大科研及设计人员参考。     

B340LA变厚截面板变功率激光焊接试验研究

变厚截面材料是实现汽车轻量化的有效途径之一,但截面厚度变化的材料连接实现困难.1.2～2.0 mm厚的B340LA变厚截面板在长度和宽度方向上都存在厚度波动,并且不同厚度处的材料硬度存在最大20%的偏差.针对该材料的特性自行设计了专用焊接夹具,提出了阶跃式变功率的激光焊接方法.对比分析固定功率和阶跃式变功率两种激光焊接试验,结果表明:固定功率(900～1 400 W)条件下获得的焊缝形貌与熔透状态均在焊接方向表现出显著的差异性,且部分焊缝会出现塌陷等焊接缺陷;采用1 000 W、1 100 W和1 300 W分段功率的阶跃式变功率焊接,1.2～2.0 mm板厚方向上可得到一致的焊缝形貌和熔透状态,焊缝熔合区的硬度偏差小于9%.与固定功率激光焊接相比,阶跃式变功率激光焊接可实现B340LA变厚截面材料的有效连接.     

浅谈精铸涡轮叶片综合检测的设计

研究设计的精铸涡轮叶片综合测具能实现叶片叶身型面各截面理论位置的测量及叶片偏移、扭转后型面的测量,并同时在该测具上能实现缘板及叶冠内表面通道点的检测要求,使叶片实现了一次定位夹紧,多项检测,直接检测出型面与缘板及叶冠内表面的相互关系,提高了叶片检测精度,避免了重复定位给叶片带来的累积误差,降低了工装的设计制造成本,缩短了新产品研制的生产周期,提高了测量效率。为了提高设计的准确性,采用三维UG建模设计,准确采集叶片通道和型面参数,解决了繁琐的空间尺寸计算,提高了设计效率和准确性。它非常适用于精铸叶片加工生产现场,是一种结构简单,操作方便的检测工具。     

单箱双室钢底板波形钢腹板组合箱梁扭转性能分析

为研究单箱双室新型钢底板波形钢腹板组合箱梁的扭转性能,基于乌曼斯基第二理论推导了箱梁的扭转微分方程和应力公式,结合纯扭转试验和有限元模型,检验理论公式的正确性.分析不同因素对箱梁扭转性能的影响,对比新型梁与传统混凝土底板梁的性能变化.结果 表明,同一测点理论值、有限元值与实测值吻合较好,差值大多在30％以内,整体变化规律一致.横隔板和加劲肋的一般布置方式对新型梁的有效抗扭刚度影响较小;当高宽比达到0.4时,截面正应力会产生明显变化.相对于传统梁,新型梁抗扭刚度减小8.58％,截面约束系数减小58.44％;相同扭矩下,新型梁跨中扭转角增大13.6％,最大扭转双力矩减小69.66％,2种箱梁正应力区别明显,剪应力相差较小.     

变截面铁木辛柯梁的数值分布传递函数方法

为了研究数值分布传递函数方法对变截面铁木辛柯梁计算中的适用性,基于铁木辛柯梁的静力微分方程,通过定义状态向量,建立变截面铁木辛柯梁状态空间形式的控制方程,利用数值分布参数系统传递函数方法,并借助有限元的单元组集方式,获得变截面铁木辛柯梁变形和内力的近似解。以两端固支的变截面梁为例进行了数值计算,与NASTRAN结果进行了对比,吻合良好,表明了此方法的可行性。分布传递函数方法是一种适用范围很广的方法,还可将其推广到铁木辛柯梁的动力学分析,以及其它结构问题的研究方面。     

跨中集中荷载作用的简支梁受拉翼缘受均布侧向约束的整体稳定修正

运用编制的有限元程序,对跨中集中荷载作用下等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁受拉翼缘,受到连续侧向刚性约束的情况进行模拟计算分析,绘出稳定承载力提高系数ξ与扭转参数K的拟合公式曲线,进而得出了ξ-K曲线拟合公式,以此对该情况下梁的整体稳定系数φb进行修正.     

考虑弦杆约束的新型板桁加劲梁扭转变形计算方法

针对某拟建千米级跨度高速铁路悬索桥所采用的新型板桁加劲梁,依据剪切刚度等效原则,构建闭口薄壁箱形梁连续化等效模型;基于截面刚性周边假定,考虑弦杆纵向约束作用,建立连续化等效模型的扭转平衡微分方程,推导得到扭转角解析公式。构建悬索桥连续化等效单梁有限元模型,推导悬索桥加劲梁扭转角解析式。通过算例验证该解析公式计算所得加劲梁扭转角与空间精细化有限元计算结果吻合良好,弦杆纵向约束作用对新型板桁加劲梁扭转变形影响不可忽略。研究结果表明：相比于空间精细化有限元模型,连续化等效单梁模型计算所得悬索桥加劲梁挠度和扭转角最大相对误差分别为1.8%和14.7%,依据解析式计算所得相对误差分别为7.1%和6.3%;对于悬索桥加劲梁扭转刚度初步设计,上述2种方法的精度误差均在可接受范围内,且计算效率大幅提高,具有较好的适用性。     

钢筋混凝土箱梁的约束扭转分析

为了对钢筋混凝土箱梁约束扭转进行分析,根据广义坐标法原理,通过给定其广义坐标,推出了钢筋混凝土箱梁约束扭转分析的微分方程组,给出了简化求解方法。后按照常微分方程求解器COLSYS的要求编制了有关主程序。通过计算实例,得到了箱梁的翘曲位移、截面的扭转角等重要分析参数,给出了钢筋混凝土箱梁的正应变和剪应变计算公式。可以方便地绘制出约束扭转下截面剪应力的分布图形。该研究为钢筋混凝土箱梁的约束扭转分析和实际应用找到了一个简便方法。     

计算机辅助加工直纹面的新方法

提出了２种加工直纹面的新方法．其中第１种方法通过调整直纹面上母线方向的变化规律，使之成为可展面，以便在加工中获得无脊棱的光滑曲面；第２种方法用偏置柱面或锥面铣刀的轴线来避免干涉，并用最小偏置角的原理来减少脊棱高度．这２种方法都可以利用线性回转面来加工，并获得较高的精度．第１种方法主要适用于直母线单位向量的导数比较贴近于切平面，扭曲较小的直纹面；第２种方法用途更广，但加工面上略有脊棱     

基于扭摆法的转动惯量测量

利用扭摆法测量物体的转动惯量,受到待测物体摆动周期测量误差、装配位置偏移误差和轴线倾斜误差的影响,虽然这些相对误差总合γ<0.1%,为了使测量结果更加精确,实践中应该注意扭摆的水平、光电门与挡光杆的垂直、待测物重心的位置、人为误差的影响以及待测物与标准件形状、质量的相近性等.初摆角和摆动次数对测量周期没有影响.     

Torsional inertia moment of beam element with complex section analysis based on FEM

Currently, for the analysis of complex bridge based on beam element, the calculation of cross-section torsional inertia moment is still an unresolved technical problem. Most current calculation of section torsional inertia moment is an approximate analytic method for two-dimensional cross-section, which is not fully consistent with the actual situation, and do not consider the effects of diaphragm in bridge. In order to analyze accurately cable-stayed bridge, suspension bridge and other complex bridge structures based on beam element, the calculation method of section torsional inertia moment based on finite element method (FEM) is invented in this paper. Firstly, setting up local cantilever fine model with solid element or shell element and applying torsion on the end of cantilever. Secondly, calculating the torsion angle of cantilever by FEM method and then the torsional moment through equivalent beam method. Finally, the examples of the section torsional moment calculation of concrete model with solid element with diaphragm and steel girder box model with shell element with diaphragm are used to verify the calculation method, which is applied to the suspension bridge design and construction control special software SBNA developed by Research Institute of Highway Ministry of Transport. Taizhou Bridge under construction is one of the examples.     

图论在变截面箱梁断面扭转参数计算中的应用

介绍了用图论法计算变截面箱梁断面的扇性坐标.利用图论的基本原理建立箱梁断面的图论模型,并结合能量原理,推导出求解扇性坐标的矩阵方程.该法对于确定箱梁扭转中心位置和计算扇性坐标十分方便.给出示例的计算过程和结果,得出此方法非常适合于编程计算且计算结果准确.它使复杂的箱梁扭转计算问题得到简化.而且,用图论法还可以计算其他扇性特征参数.图论的应用,为解决箱梁扭转计算问题,编制通用的计算程序,提供了依据和参考.     

无结点线位移刚架在结点集中力作用下的简化

一般刚架在一般外力作用下，它的每一截面都要产生弯矩、剪力和轴向力，计算量很大。但无结点位移刚架在结点集中作用下，却只产生轴向力，如果分析得法，将会为计算带来很大的方便。     

任意曲面叶片四坐标数控加工刀位轨迹的生成方法

提出了一种四坐标联动等残留高度端铣加工任意曲面叶片的方法．针对刀轴摆动的四坐标机床，首先建立了后跟角和摆转角之间的函数关系，以满足加工过程中刀轴矢量始终平行于摆刀平面的要求，然后采用平底刀的等残留高度方法进行刀位轨迹规划，并通过调整后跟角使加工带宽最大化，该方法在提高四坐标联动加工效率的同时，也使得将五坐标联动加工刀位轨迹的规划方法移植到四坐标中成为可能。     

带式舟桥泛水展开过程中扭力杆受力计算模型

针对带式舟桥在泛水展开过程中因结构不稳定导致的扭力杆复杂受力问题,根据力的平衡原理,采取隔离扭力杆和分阶段求解的方法,通过推导尖舟结构在不同阶段不同受力状态下的受力计算公式,建立扭力杆泛水展开全过程的受力计算模型.通过与装备设计的数据对比发现,建立的扭力杆受力计算模型准确有效,可用于计算尖舟结构自动展开的角度范围.     

小半径曲线连续箱梁桥恒载应力的空间分布特性分析

为研究混凝土曲线箱梁桥的空间受力特性,以某主梁宽9.75m、桥长5×18.76 m的城市立交匝道桥为工程背景,利用ANSYS有限元软件计算几种标准跨径的桥梁模型,通过对截面应力进行积分运算获取截面不同区域所承担的内力比例,并以内力比值系数、应力差值和应力比值为评价指标讨论了同跨径下曲线箱梁桥与直线箱梁桥在一期恒载作用下各控制截面弯矩、剪力和应力的差异。研究发现:一期恒载作用下,曲线箱梁顶、底板法向正应力分布不均匀,剪力滞系数最大可达1.35;外侧腹板承担剪力值最大可达内侧腹板的2.65倍;圆心角超过8°时,边跨跨中截面剪力比值系数大于1.1,圆心角超过13°时,边跨支点截面剪力比值系数大于1.13;在恒载作用下,曲线箱梁桥中性轴“倾斜”,在边跨跨中截面外侧出现正应力卸载现象,边跨支点截面内侧出现应力卸载现象。现行普遍使用的梁系有限元法计算结果不能真实反应曲线箱梁的空间受力分布,箱梁各腹板受力和顶底板弯曲正应力的分布在工程设计中应引起足够的重视。     

斜度对多梁式连续斜交小箱梁桥力学性能的影响

基于斜交箱梁桥弯扭耦合的受力特点,利用梁格法求解了自重作用下0°,10°,20°,30°,45°,60°共6种情况下多梁式连续小箱梁的弯矩、扭矩、应力和位移,对比分析了斜度对斜交连续小箱梁桥力学性能的影响。研究结果表明,在常用斜度范围(θ60°)内,主梁跨中截面的弯矩、位移随斜度的增大先减小后增大,而墩顶截面的弯矩、跨中截面的扭矩随斜度的增大先增大再减小;各截面上缘应力随斜度的增大先增大后减小,而下缘应力则随斜度的增大先减小后增大;当斜度达到临界斜度45°时,各截面的内力、位移均达到最值,此时,跨中截面扭矩值与正桥跨中截面的扭矩值相差倍数达到了100以上;斜度为0°~10°时,主梁弯矩、应力和位移变化均较小,可近似按直桥计算。在设计中,应充分考虑斜度对斜交箱梁弯扭耦合性能的影响,合理布置墩顶截面和跨中截面的抗弯、抗扭预应力钢束,使设计更经济、安全。